Grundlagenforschung „ForPlanta“ in Bayern – Veränderungen und Anpassungen des Stoffwechsels bei Pflanzen (Jürgen Soll)

In der Landwirtschaft mus sichergestellt werden, dass auch unter schwankenden Klimabedingungen Erträge erhalten oder, angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung, auch gesteigert werden können. Daher ist das Wissen um die Veränderungen und Anpassungen des Stoffwechsels bei Pflanzen als Antwort auf Umwelteinflüsse wie Licht, Temperatur, Wasserverfügbarkeit oder Fraßfeinde fundamental wichtig. Mit diesen Anpassungsvorgängen befasst sich eine Arbeitsgruppe von Jürgen Soll an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Das hier gewonnene Wissen soll dazu beitragen, durch künftige Entwicklungen in der Pflanzenzucht einen Beitrag für die Umwelt und den Menschen zu leisten.

Was wird im Rahmen Ihres Forschungsprojektes bei ForPlanta untersucht?

Durch ihre ortsgebundene Lebensweise haben die Pflanzen im Verlauf ihrer Entwicklung Anpassungsstrategien an Veränderungen in ihrer belebten und unbelebten Umwelt entwickelt. Dazu gehören auf der einen Seite Licht, Temperatur, sowie Wasserverfügbarkeit, auf der anderen Seite Pathogenabwehr. Wahrnehmung und Antwort der Pflanze auf diese Reize erfolgt durch komplexe, zum Teil eng miteinander verbundenen Regelkreisen, die tief in alle physiologischen Vorgänge der Pflanze eingreifen. Eine dieser Ebenen betrifft die Veränderungen und Anpassung des Stoffwechsels. So werden spezielle Stoffwechselprodukte erzeugt, wie Aminosäuren, die zur Trockentoleranz beitragen. Wir untersuchen die Veränderungen der metabolischen Netzwerke und die damit verbundenen Transportprozesse in der Zelle, die zu einer veränderten Thermotoleranz beitragen.

Was sind die wichtigsten Zielsetzungen ihrer Forschungsarbeiten?

In Verbindung und auf der Basis der erhobenen Daten der Transkript- und Metabolitanalysen, wollen wir Eiweiße identifizieren, die für den Transport von stressrelevanten Metaboliten verantwortlich sind. Eine Aufklärung der molekularen Mechanismen und Regulation ist essentiell für das Verständnis der zugrunde liegenden pflanzlichen Adaptionsprozesse. Mit diesem Wissen können wir durch moderne Züchtungsverfahren im Weiteren versuchen, Nutzpflanzen in ihrer Fähigkeit, sich Umweltveränderungen anzupassen, zu optimieren.

Worin sehen Sie die gesellschaftliche Bedeutung Ihrer Forschung?

Klassische Züchtungsziele sind Ertragssteigerung und Resistenzsteigerung. Das Erreichen dieser Ziele wird von der Landwirtschaft unterstützt durch künstliche Düngung, das Ausbringen von Pestiziden und Herbiziden, sowie zum Teil durch künstliche Bewässerung. Die Ergebnisse unserer Arbeiten können dazu beitragen, die Erträge unter schwankenden Klimabedingungen zu erhalten oder sogar zu verbessern und so einen Beitrag für die Umwelt und den Menschen zu leisten.

Welchen Bezug hat Ihre Forschung zu den aktuellen ethischen Herausforderungen in der Landwirtschaft, zu Fragen der Ernährung, zu Fragen des Wohlstandes, etc.?

Selektion und Züchtung von Nutzpflanzen wird von Menschen seit Jahrtausenden betrieben. Die meiste Zeit mit einem empirischen und ungerichteten Methodenspektrum. Erst in neuester Zeit werden durch molekulare Methoden, wie die marker gestützte Züchtung, vermehrt wissensgetriebene Ansätze eingesetzt. Hier kann ForPlanta einen wichtigen Beitrag leisten, auf der einen Seite durch eine transparente Diskussion mit der Öffentlichkeit, dem Verbraucher, über dessen Vorstellung zur genutzten Kulturlandschaft. Auf der anderen Seite, indem wir wissensbasierte Ansätze zur nachhaltigen pflanzlichen Produktion zur Verfügung stellen, die über den lokalen Standort Bayern hinausgehen.

Welchen Stellenwert hat die Pflanzenforschung für den Wissenschaftsstandort Bayern?

Pflanzen bilden unsere exklusive Lebensgrundlage und haben eine außerordentliche Bedeutung für die Umwelt und als Rohstoff. Die gesellschaftliche Relevanz der Pflanzenforschung ist trotzdem viel zu gering und bedarf dringend einer Aufwertung, nur so können wir mittel- und langfristig weiter von Pflanzen leben und selbst überleben.